كاربرد غشاي اولترافيلتراسيون ضد گرفتگي بر پايه چارچوب آلي-فلزي براي جداسازي روغن از آب

Application of antifouling ultrafiltration (UF) membrane modified by metal-organic framework (MOF) for separating oil from water

چارچوب‌هاي آلي-فلزي (MOFs) اصلاح سطح شده براي ساخت غشاهاي كامپوزيت پليمري مبتني بر پلي اتر سولفون (PES) با روش وارونگي فاز استفاده شد. در ابتدا، MOF مبتني بر زيركونيوم، UiO-66-NH2، با ملامين (UiO-66-NH-Mlm)و اتيلن ديامين (UiO-66-NH-EtNH2) اصلاح شد. سپس غشاهاي پليمري ساخته شده براي جداسازي روغن از آب مورد استفاده قرار گرفتند و آب دوستي و عملكرد ضد گرفتگي رضايت بخشي را نشان دادند (PWF: 55.38 kg/m2.h، FRR: 90.67%، Rr: 46.94%، Rr: 9.33% و بيش از 99٪ حذف روغن). اين به دليل تشكيل لايه هيدارسيون، ناشي از گروه‌هاي NH2 موجود روي سطح MOF هاي اصلاح شده (WCA: 51.66 درجه) بود. غشاها همچنين به دليل پراكندگي خوب MOF هاي اصلاح شده در بافت پليمري و وجود هسته‌هاي فلزي در MOFها، پايداري خوبي از خود نشان دادند.

Surface-modified metal-organic frameworks (MOFs) were applied for modification of polyethersulfone (PES)-based polymer composite membranes fabricated by the phase inversion method. First, the zirconium-based MOF, UiO-66-NH2, was modified with melamine (UiO-66-NH-Mlm) and ethylenediamine (UiO-66-NH-EtNH2). Then the fabricated polymer membranes were used to separate oil from water. The obtained results indicated satisfactory hydrophilicity and antifouling performance (PWF: 55.38 kg/m2.h, FRR: 90.67%, Rr: 46.94%, Rr: 9.33%, and more than 99% oil removal). The promising results were due to the formation of a hydration layer caused by the NH2 groups on the surface of the modified MOFs (WCA: 51.66°). The membranes also showed good stability due to the good dispersion of the modified MOFs in the polymer tissue and the presence of metal cores in the MOFs.